碳氮循环与能源结构

从描述碳、氮元素的生物地理化学循环入手,说明现有能源结构和其他人类活动,已经造成了地球大气层中(比较一百年以前),CO2的浓度增加了25%,甲烷、N2O、NOX的浓度都有明显增加.今天,全球固定氮的速度增加了一倍.碳、氮循环正在逐渐远离它们的动力学稳定状态,导致出现一系列严重生态环境问题.在碳、氮元素的生物地理化学循环的框架下,说明燃烧生物质(植物或植物提取物),阻断了有机碳进入非生物可得矿石燃料储存区的通道,额外增加了CO2的排放量,增加了氧气的消耗量,干扰了碳、氮元素的生物地理化学循环,使碳元素不能转变成养育土壤的有机肥料,破坏了自然界的自修复功能.还原碳的生物吸收,植物的光合作用不是唯一途径,至少有下列方式也可以实现:高分子物质降解物的相当数量代谢碳,在土壤中被植物直接吸收;溶解于水中,尤其是海洋中的HCO3―,可以被生物吸收;由亚硝酸菌属和硝化菌属作用的硝化过程是耗氧过程,氮的氧化伴随着碳元素的还原及生物吸收.另外,植物光合作用转化太阳能为化学燃料能,是一个效率(0.5%)相对低下的过程;生物质燃烧时,会生成NOX和N2O.然而,将生物质废料作为堆肥原料,获得的燃料,基本上没有额外增加CO2的排放量;获得的有机肥料,可减少化肥、农药造成的环境冲击,对建立农业可持续发展模式发挥作用.人类需要摆脱以碳元素为能量来源,以燃烧方式获得能量的思维定式,依靠自己的聪明才智,团结协作,共同构建清洁的、可持续发展的新型能源结构.     

麻疯树籽壳生物质炭的制备及其吸附水中PAHs性能研究

麻疯树籽壳经磷酸处理,在300~700℃下炭化处理50min,制备了麻疯树籽壳生物质炭.以萘、蒽、菲、芘4种多环芳烃(PAHs)为目标物,考察了吸附剂投加量、反应时间、反应温度等因素对麻疯树籽壳生物质炭吸附性能的影响,探讨了麻疯树籽壳生物质炭对4种PAHs的吸附效果及机理.结果表明,随炭化温度升高,生物质炭的比表面积逐渐增大;在25℃、生物质炭投加量为0.15g、吸附时间为60min的条件下,萘、蒽、芘和菲的去除率分别为97.4%、94.6%、93.1%和92.1%.麻疯树籽壳生物质炭对4种PAHs的吸附机理服从准二级动力学方程,吸附等温线服从Langmuir方程,萘、蒽、芘和菲的饱和吸附量分别为8.849、8.547、8.097和7.633mg/g.     

生物质炭降解过程中易氧化部分的定量方法

研究将土壤有机质测定方法(KMnO4和K2Cr2O7氧化法)运用到生物质炭上,探讨了生物质炭(Biochar,BC)降解过程中易氧化部分的定量方法.研究结果显示,生物质炭抗氧化性存在不均一性,既可能是生物质炭制备过程产生的热解小分子物质,也可能是生物质炭降解产生的易氧化部分;进一步选定重铬酸钾作为氧化剂,确定氧化条件,氧化降解前后生物质炭,得出生物质炭降解确实产生易氧化部分.本文研究建立的生物质炭易氧化部分定量法可以作为生物质炭的降解程度的定量指标,为土壤中有机碳循环提供重要研究方法.值得强调的是该定量法应用到不同种类的生物质炭上须对氧化条件做出相应讨论.     

生物质炭对农田温室气体排放的作用效应及其影响因素探讨

气候变暖已成为当今全球关注的焦点。农田生态系统作为CO2、CH4、N2O等温室气体的主要排放源,在全球温室效应中起重要作用。近年来,由于生物质炭在改善土壤性质,提高土壤碳汇和控制农业温室气体排放方面的巨大应用潜力,特别是对土壤碳的增汇减排作用,已成为土壤学和环境科学的研究热点。目前,关于生物质炭在农田温室气体排放方面的影响研究主要集中在我国华中、太湖平原、成都平原等地。然而由于受空间地域、实验条件等因素的差异,众多学者开展生物质炭作用于农田温室气体排放的研究结果不尽相同,也未曾见有报道从影响因素的角度深入探讨其作用机制。综述对比了近几年来国内外关于生物质炭对农田温室气体排放的影响研究,并从生物质炭的种类、施炭量、应用的土壤类型以及耕作方式和施肥条件等因素探讨了生物质炭对农田温室气体排放的作用机制。旨在通过改变生物质炭的种类和施炭量等条件,从而为抑制农业温室气体的排放乃至缓解全球气候变化提供可靠的科学依据。综合各项研究发现,秸秆炭在抑制农田温室气体排放方面要优于其他种生物质炭;40 t·hm-2的施炭量是一个既能提高作物产量又能实现固碳减排目标的较好选择;单作物耕作方式和合理的保护性耕作技术有利于减少农田温室气体的排放;在肥料的施用选择上,施用氮磷钾有机肥比普通氮肥更能有效地减少农田温室气体的综合排放效应。然而,从微生物活性和群落结构变化的角度深入探讨生物质炭作用于农田温室气体排放的微观机理及其温室气体减排还仍需进一步的研究。     

多孔生物质混凝土的制备及其对水环境影响的模拟试验

制备了木屑多孔生物质混凝土(PBC),并通过清水浸泡和浸泡液的种子发芽试验,考察PBC浸泡后孔隙率变化及其浸泡过程对水环境的影响.结果表明,以最大抗压强度和孔隙率为指标,PBC较佳配合比分别为水灰比[m(水):m(水泥)]、水泥用量w和木屑添加量w为0.55、15％、1.0％和0.60、5％、2.5％两组.PBC浸泡液的p(COD)、pH值和电导率(EC)在短时间内快速上升,浸泡40 d内的平均值分别为76.4 mg·L-1、9.93和4.4 mS·cm-1;同条件下普通多孔混凝土(PC)浸泡液的p(COD)平均仅为9.9mg·L-1,但其pH值和EC高于PBC.PBC和PC浸泡后孔隙率分别下降3.2和4.8百分点.种子发芽试验表明,PBC浸泡液对青菜种子发芽率无明显阻碍.分析认为,PBC能为水中微生物提供有效碳源,有利于降低水体pH值和EC,同时能有效减缓多孔混凝土的堵塞.     

国际组织为邻苯二甲酸酯制定了新的全球标准

2013年6月25日来源:ASTM国际组织ASTM国际组织(ASTM International)为确定一系列被用作增塑剂,并且依据欧盟和美国的法规禁止在某些产品中使用的邻苯二甲酸酯发布了一项新的标准试验方法。ASTM的一个分析方法小组委员会开发了该试验方法(ASTMD7823),该方法使用热解吸气相色谱-质谱分析法(GC-MS)来确定一系列的邻苯二甲酸酯,包括邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)和邻苯二甲酸二     

苯酚对厌氧氨氧化工艺耦合反硝化的启动及脱氮性能的影响

研究了ANAMMOX耦合异养反硝化反应器的启动过程,考察了苯酚浓度对耦合反应器脱氮性能的影响.接种2L(占反应器有效容积的20%)挥发性悬浮固体(MLVSS)为6000mg/L的ANAMMOX颗粒污泥,在pH7.8、温度为25℃、HRT为1.5h的条件下经过86d的培养,ANAMMOX耦合异养反硝化启动成功.实验结果表明,在稳定运行阶段,NH4+-N、NO2--N和TN平均去除率分别为85.4%、86.1%和79.9%,TN平均容积负荷和TN平均去除负荷分别为2.63,2.10kg/(m3·d);ANAMMOX颗粒污泥外面包裹着苯酚反硝化菌;系统内异养反硝化与ANAMMOX存在协同和竞争关系.当苯酚浓度≥0.3mmol/L时,ANAMMOX菌的活性受到很大抑制,苯酚浓度的升高加剧了苯酚反硝化菌与ANAMMOX菌之间的竞争;从脱氮效果及系统稳定两方面综合考虑,当苯酚浓度为0.2mmol/L时,耦合效果最好,消耗的NH4+-N、NO2--N与生成的NO3--N之比为1:1.52:0.11.     

常见化学品对偶氮二异丁腈热稳定性的影响

为研究常见化学品对偶氮二异丁腈(AIBN)热稳定性的影响,利用C600微量热仪对AIBN及AIBN与水、酸、氢氧化钠、氯化钠和铁等物质混合的热分解反应进行试验探究,根据试验数据得出相应的热力学和动力学参数,并利用傅里叶变换红外光谱仪对它们的分解产物进行分析。结果表明:AIBN本身的热稳定性较差;水、酸、氢氧化钠、氯化钠和铁等物质使AIBN的放热反应变剧烈,反应对温度的变化更敏感,反应速率常数增大;这些物质的加入不会改变AIBN的热分解反应产物。     

异相平衡流动注射分光光度法测定水中痕量SO_4~(2-)

根据异相平衡的原理[1],确立了用流动注射分光光度法测定水样中痕量SO42-的新方法。利用Ba（Ⅱ）与偶氮氯膦Ⅲ的二元络合显色反应及BaSO4=Ba2 ＋SO42-的溶解平衡关系,测定SO42-进入微溶化合物BaSO4反应往前后吸光值的改变,从而求得SO42-浓度[2]。表观摩尔吸光系数ε=2．3×104L·mol-1·Cm－1,SO42-检测的线性范围为0～40mg／L,检测限为0．80mg／L,相对标准偏差为1．2％,试样在pH=3以上便可准确测得其中SO42-的浓度．     

异相平衡流动注射分光光度法测定水中痕量SO^2—4

根据异相平衡的原理,确立了用流动注射分光光度法测定水样中痕量ＳＯ＾２－４的新方法。利用Ｂａ（Ⅱ）与偶氮氯磷Ⅲ的二元络合显色反应及ＢａＳＯ４＝Ｂａ＾２＋＋ＳＯ＾２－４进入微溶化合物ＢａＳＯ４反应柱前后吸光值的改变,从而求得ＳＯ＾２－浓度。表观摩尔吸光系数ε＝２．３＊１０＾４Ｌ．ｍｏｌ＾－１．ｃｍ＾－１,ＳＯ＾２－４检的线性范围为０－４０ｍｇ／Ｌ,检测限为０．８０ｍｇ／Ｌ,相对标准偏差为１．２％,试